(57)【要約】炭酸カルシウムを含む組成物、その製造方法、及びその使用方法が述べられる。上記粒状鉱物は、例えば沈殿法及び／又は粉砕法によって製造され得る。上記組成物は、炭酸カルシウム及びマグネシウムを含む粒状鉱物を含み得て、該粒状鉱物は、その粒状鉱物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％のマグネシウムを含む。上記粒状鉱物の総化学組成は、該粒状鉱物の表面のマグネシウム含量の５％範囲内のマグネシウム含量を有し得る、及び／又は上記粒状鉱物は、約２０〜約８０の範囲の急峻性値を有し得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭酸カルシウム及びマグネシウムを含む粒状鉱物を含む組成物であって、
前記粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％のマグネシウムを含み、
前記粒状鉱物の総化学組成は、該粒状鉱物の表面化学組成のマグネシウム含量の５％範囲内のマグネシウム含量を有し、かつ、
前記粒状鉱物は、約２０〜約８０の範囲の急峻性値を有する、組成物。
【請求項２】
前記粒状鉱物の総化学組成は、該粒状鉱物の表面化学組成と同じである、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
マグネシウムは、前記粒状鉱物全体にわたり均一に分配されている、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記粒状鉱物は、式ＭｇｘＣＯ３ＣａｙＣＯ３（式中、ｘ及びｙはそれぞれ０より大きく、かつｘは、ｙが１である場合に１ではない）を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
ｘは２〜８０の範囲であり、かつｙは２０〜９５の範囲である、請求項４に記載の組成物。
【請求項６】
前記粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約４０重量％〜約６０重量％のマグネシウムを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記粒状鉱物は、約３μｍ〜約８０μｍの範囲の平均粒径を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
前記粒状鉱物は、約５μｍ〜約１０μｍの範囲の平均粒径を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
前記粒状鉱物は、約２０ｍ２／ｇ未満のＢＥＴ表面積を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
前記粒状鉱物は、リン酸を更に含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
前記粒状鉱物は、ポリマー又はコポリマーを更に含み、該粒状鉱物は、複合粒子の形である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】
前記ポリマー又は前記コポリマーは、アクリル系ポリマー、スチレン及びブタジエンのコポリマー、アクリロニトリル及びブタジエンのコポリマー、ジイソブチレン及び無水マレイン酸のコポリマー、マレイン酸変性ブタジエン、マレイン酸変性ポリエチレン、マレイン酸変性プロピレン、又はそれらの組み合わせの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の組成物。
【請求項１３】
前記粒状鉱物は、再生炭酸カルシウムを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】
前記粒状鉱物は、約６０〜約９０の範囲のＧＥ白色度を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１５】
前記粒状鉱物は、耐酸性である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１６】
前記粒状鉱物は、約３．８の初期ｐＨを有するクエン酸一水和物、塩化ナトリウム、及び水酸化ナトリウムを含む１００ｍｌの水溶液に１ｇの粒状鉱物を添加した３０分後の７．０未満のｐＨに相当する酸溶解プロファイルを有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１７】
前記組成物は、粉体の形である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１８】
液体を更に含むことで、前記組成物はスラリーを形成する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１９】
前記組成物は、掘削液である、請求項１８に記載の組成物。
【請求項２０】
炭酸カルシウム及びマグネシウムを含む粒状鉱物を含む組成物であって、
前記粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％のマグネシウムを含み、
前記粒状鉱物は、約３．８の初期ｐＨを有するクエン酸一水和物、塩化ナトリウム、及び水酸化ナトリウムを含む１００ｍｌの水溶液に１ｇの粒状鉱物を添加した６０分後の３．８から６．８の間のｐＨに相当する酸溶解プロファイルを有し、かつ、
前記粒状鉱物は、約２０〜約８０の範囲の急峻性値を有する、組成物。
【請求項２１】
前記粒状鉱物の酸溶解プロファイルにおいて、前記水溶液のｐＨは、該粒状鉱物を添加した１２０分後に３．８〜５．９の範囲である、請求項２０に記載の組成物。
【請求項２２】
前記粒状鉱物の表面化学組成又は総化学組成の少なくとも一方は、式ＭｇｘＣＯ３ＣａｙＣＯ３（式中、ｘ及びｙはそれぞれ０より大きく、かつｘは、ｙが１である場合に１ではない）を有する、請求項２０に記載の組成物。
【請求項２３】
ｘは２〜８０の範囲であり、かつｙは２０〜９５の範囲である、請求項２２に記載の組成物。
【請求項２４】
前記粒状鉱物は、約３μｍ〜約８０μｍの範囲の平均粒径を有する、請求項２０に記載の組成物。
【請求項２５】
前記粒状鉱物は、第１の粒状鉱物であり、前記組成物は、該第１の粒状鉱物の化学組成とは異なる化学組成を有する第２の粒状鉱物を更に含む、請求項２０に記載の組成物。
【請求項２６】
前記第１の粒状鉱物は、約０．５μｍ〜約７５μｍの範囲のｄ５０粒径を有し、かつ前記第２の粒状鉱物は、約３μｍ〜約７５μｍの範囲のｄ５０粒径を有する、請求項２５に記載の組成物。
【請求項２７】
前記第２の粒状鉱物は、重質炭酸カルシウムを含む、請求項２５に記載の組成物。
【請求項２８】
水系液体、油系液体、又は油−水液体混合物を更に含む、請求項２０に記載の組成物。
【請求項２９】
前記組成物は、掘削液である、請求項２８に記載の組成物。
【請求項３０】
炭酸カルシウムと、スチレン−ブタジエンコポリマー、アクリロニトリル−ブタジエンコポリマー、マレイン酸変性ブタジエン、マレイン酸変性ポリエチレン、マレイン酸変性プロピレン、又はそれらの混合物から選択されるコポリマーとを含む粒状鉱物を含む組成物であって、
前記粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％の前記コポリマーを含み、
前記粒状鉱物の総化学組成は、該粒状鉱物の表面化学組成のコポリマー含量の５％範囲内のコポリマー含量を有し、かつ、
前記粒状鉱物は、約２０〜約８０の範囲の急峻性値を有する、組成物。
【請求項３１】
前記コポリマーは、ラテックスを含む、請求項３０に記載の組成物。
【請求項３２】
炭酸カルシウム及びマグネシウムを含む組成物であって、マグネシウムは、前記組成物全体にわたり一様に分配されており、かつ前記組成物は、該組成物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％のマグネシウムを含み、
前記組成物は、耐酸性であり、かつ、
前記組成物は、約６０〜約９０の範囲のＧＥ白色度を有する、組成物。
【請求項３３】
前記組成物は、約８０〜約９０の範囲のＧＥ白色度を有する、請求項３２に記載の組成物。
【請求項３４】
前記組成物は、包装材料、又は平坦な作業表面を有する構造物の形である、請求項３２に記載の組成物。
【請求項３５】
前記組成物は、ＭｇｘＣＯ３ＣａｙＣＯ３（式中、ｘ及びｙはそれぞれ０より大きく、かつｘは、ｙが１である場合に１ではない）を含む、請求項３２に記載の組成物。
【請求項３６】
炭酸カルシウム及びマグネシウムを含む粒状鉱物であって、前記粒状鉱物は、
石灰、マグネシウム化合物、及び水を混ぜ合わせることで、消和された混合物を形成し、
該消和された混合物を二酸化炭素と混ぜ合わせ、そして、
粒状鉱物を沈殿させることにより製造され、
前記粒状鉱物の総化学組成は、該粒状鉱物の表面化学組成のマグネシウム含量の５％範囲内のマグネシウム含量を有し、かつ、
前記粒状鉱物は、約２０〜約８０の範囲の急峻性値を有する、粒状鉱物。
【請求項３７】
前記粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％の範囲の表面マグネシウム含量を含む、請求項３６に記載の粒状鉱物。
【請求項３８】
粒状鉱物を製造する方法であって、該方法は、炭酸マグネシウムカルシウムを沈殿させて該粒状鉱物を形成することを含み、
前記粒状鉱物の総化学組成は、該粒状鉱物の表面化学組成のマグネシウム含量の５％範囲内のマグネシウム含量を有し、かつ、
前記粒状鉱物は、約２０〜約８０の範囲の急峻性値を有する、方法。
【請求項３９】
炭酸マグネシウムカルシウムの沈殿は、石灰、マグネシウム化合物、及び水を混ぜ合わせることで、消和された混合物を形成することと、該消和された混合物を二酸化炭素と混ぜ合わせることで、粒状鉱物を沈殿させることとを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
炭酸マグネシウムカルシウムの沈殿は、石灰、マグネシウム化合物、及び水を混ぜ合わせることで、消和された混合物を形成することと、該消和された混合物をソーダ灰と混ぜ合わせることで、粒状鉱物を沈殿させることとを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
炭酸マグネシウムカルシウムの沈殿は、石灰、マグネシウム化合物、及び水を混ぜ合わせることで、第１の混合物を形成することと、該第１の混合物を塩化アンモニウムと混ぜ合わせることで、第２の混合物を形成することと、該第２の混合物をソーダ灰又は炭酸アンモニウムと混ぜ合わせることで、粒状鉱物を沈殿させることとを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４２】
炭酸マグネシウムカルシウムの沈殿は、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、及び石灰を混ぜ合わせることで、消和された混合物を形成することと、該消和された混合物から粒状鉱物を沈殿させることとを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４３】
前記粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％のマグネシウムを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４４】
前記粒状鉱物は、約３μｍ〜約８０μｍの範囲の平均粒径を有する、請求項３８に記載の方法。
【請求項４５】
マグネシウムは、前記粒状鉱物全体にわたり均一に分配されている、請求項３８に記載の方法。
【請求項４６】
坑井を処理する方法であって、
流体を粒状鉱物に添加することで掘削液を製造することと、
なお、前記粒状鉱物は、炭酸カルシウム及びマグネシウムを含み、前記粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％のマグネシウムを含み、かつ前記粒状鉱物の総化学組成は、該粒状鉱物の表面化学組成のマグネシウム含量の５％範囲内のマグネシウム含量を有する；
該掘削液を坑井中に導入することと、
を含む、方法。
【請求項４７】
前記粒状鉱物は、約２０〜約８０の範囲の急峻性値を有する、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記粒状鉱物は、式ＭｇｘＣＯ３ＣａｙＣＯ３（式中、ｘ及びｙはそれぞれ０より大きく、かつｘは、ｙが１である場合に１ではない）を有する、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
前記掘削液を坑井中で循環させることを更に含み、該掘削液は、該坑井中の流体消失を低減させる、請求項４６に記載の方法。
【請求項５０】
前記掘削液は、約１ｋｇ／ｍ３〜約２００ｋｇ／ｍ３の範囲の粒状鉱物の濃度を有する、請求項４６に記載の方法。
【請求項５１】
前記液体は、水系、油系である、又は油−水混合物を含む、請求項４６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張
本ＰＣＴ国際出願は、２０１６年９月１２日付けで出願された米国仮特許出願第６２／３９３，３３６号の優先権の利益を主張し、その主題は引用することによりその全体が本出願の一部をなす。
【０００２】
技術分野
本開示の実施の形態は概して、炭酸カルシウムを含む組成物、その製造方法、及びその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
重質炭酸カルシウム及び沈降炭酸カルシウムを含む炭酸カルシウムは、多くの用途のために有益である。しかしながら、炭酸カルシウムは酸に曝されると分解又は溶解することから、その実用性が制限され得る。例えば、炭酸カルシウムは酸と反応して、二酸化炭素及び可溶性カルシウム（Ｃａ２＋）塩を放出し、それがまた二酸化炭素で飽和された水と反応することで、可溶性重炭酸カルシウムが形成され得る。さらに、炭酸カルシウム鉱物の天然鉱床は、一般的に不均質であると共に、不均一で一貫性のない化学組成を有することから、予測不可能な反応及び／又は溶解特性がもたらされ得る。幾つかの用途、特に商業的及び工業的な用途のためには、この分解され易さ及び／又は化学的特性及び物理的特性のばらつきは望ましくない場合がある。
【発明の概要】
【０００４】
本開示は、炭酸カルシウム及びマグネシウムを含む粒状鉱物、そのような粒状鉱物を含む組成物、そのような粒状鉱物の製造方法、並びにそのような粒状鉱物の使用方法を含む。
【０００５】
本開示の幾つかの態様によれば、例えば上記組成物は、炭酸カルシウム及びマグネシウムを含む粒状鉱物を含み、上記粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％のマグネシウムを含み、上記粒状鉱物の総化学組成は、該粒状鉱物の表面化学組成のマグネシウム含量の５％範囲内のマグネシウム含量を有し、かつ上記粒状鉱物は、約２０〜約８０の範囲の急峻性値を有する。上記粒状鉱物の総化学組成は、該粒状鉱物の表面化学組成と同じであり得て、及び／又はマグネシウムは、該粒状鉱物全体にわたり均一に分配され得る。上記粒状鉱物は、式ＭｇｘＣＯ３ＣａｙＣＯ３（式中、ｘ及びｙはそれぞれ０より大きく、かつｘは、ｙが１である場合に１ではない）を有し得る。幾つかの態様においては、例えばｘは２〜８０の範囲であり、かつｙは２０〜９５の範囲である。
【０００６】
幾つかの態様によれば、上記粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約４０重量％〜約６０重量％のマグネシウムを含み得る。追加的に又は代替的に、上記粒状鉱物は、約３μｍ〜約８０μｍ、例えば約５μｍ〜約１０μｍの範囲の平均粒径を有し得る。幾つかの例においては、上記粒状鉱物は、約２０ｍ２／ｇ未満のＢＥＴ表面積を有し得る。幾つかの例においては、上記粒状鉱物は、約６０〜約９０の範囲、又は約８０〜約９０の範囲のＧＥ白色度を有し得る。
【０００７】
幾つかの例においては、上記粒状鉱物は、リン酸、及び／又はポリマー若しくはコポリマーを更に含み得る。例えば、上記粒状鉱物は、ポリマー又はコポリマーを含む複合粒子の形であり得る。例示的なポリマー及びコポリマーとしては、限定されるものではないが、アクリル系ポリマー、スチレン及びブタジエンのコポリマー、アクリロニトリル及びブタジエンのコポリマー、ジイソブチレン及び無水マレイン酸のコポリマー、マレイン酸変性ブタジエン、マレイン酸変性ポリエチレン、マレイン酸変性プロピレン、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。幾つかの例においては、上記粒状鉱物の少なくとも一部は、人造材料、例えばポストコンシューマ材料から誘導される。例えば、上記粒状鉱物は、再生炭酸カルシウムを含み得る。
【０００８】
本明細書の組成物の粒状鉱物は耐酸性であり得る。例えば、上記粒状鉱物は、約３．８の初期ｐＨを有するクエン酸一水和物、塩化ナトリウム、及び水酸化ナトリウムを含む１００ｍｌの水溶液に１ｇの粒状鉱物を添加した３０分後の７．０未満のｐＨに相当する酸溶解プロファイルを有し得る。少なくとも１つの例においては、上記水溶液のｐＨは、粒状鉱物を該水溶液に添加した６０分後に３．８〜６．８の範囲であり得る。少なくとも１つの例においては、上記水溶液のｐＨは、粒状鉱物を該水溶液に添加した１２０分後に３．８〜５．９の範囲であり得る。
【０００９】
本開示による例示的な組成物は、炭酸カルシウム及びマグネシウムを含み、上記粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％のマグネシウムを含み、上記粒状鉱物は、約３．８の初期ｐＨを有するクエン酸一水和物、塩化ナトリウム、及び水酸化ナトリウムを含む１００ｍｌの水溶液に１ｇの粒状鉱物を添加した６０分後の３．８から６．８の間のｐＨに相当する酸溶解プロファイルを有し、かつ上記粒状鉱物は、約２０〜約８０の範囲の急峻性値を有する。例えば、上記水溶液のｐＨは、粒状鉱物を該水溶液に添加した１２０分後に３．８〜５．９の範囲であり得る。幾つかの態様によれば、上記粒状鉱物の表面化学組成及び／又は総化学組成は、式ＭｇｘＣＯ３ＣａｙＣＯ３（式中、ｘ及びｙはそれぞれ０より大きく、かつｘは、ｙが１である場合に１ではない）を有する。例えば、ｘは、２〜８０の範囲、又は１０〜７０の範囲であり得て、かつｙは、２０〜９５の範囲、又は３０〜９５の範囲であり得る。もう１つの例においては、ｘは、３０〜５０の範囲であり得て、かつｙは、２０〜９０の範囲であり得る。上記組成物及び／又は上記組成物の粒状鉱物は、先述された又は本明細書の他の箇所で述べられた特徴又は特性のいずれかを有し得る。
【００１０】
本開示の幾つかの態様によれば、上記組成物は、２種以上の異なる粒状鉱物を含み得る。例えば、上記粒状鉱物は第１の粒状鉱物であり得て、かつ上記組成物は、上記第１の粒状鉱物の化学組成とは異なる化学組成、及び／又は上記第１の粒状鉱物の粒度分布とは異なる粒度分布を有する第２の粒状鉱物を更に含み得る。少なくとも１つの例においては、上記第１の粒状鉱物は、約０．５μｍ〜約７５μｍの範囲のｄ５０粒径を有し得て、及び／又は上記第２の粒状鉱物は、約３μｍ〜約７５μｍの範囲のｄ５０粒径を有し得る。上記第１の粒状鉱物のｄ５０粒径は、上記第２の粒状鉱物のｄ５０粒径より大きくても、又はそれより小さくてもよい。少なくとも１つの例においては、上記第１の粒状鉱物は、式ＭｇｘＣＯ３ＣａｙＣＯ３（式中、ｘ及びｙはそれぞれ０より大きい）の表面化学組成を有し得て、かつ上記第２の粒状鉱物は、重質炭酸カルシウムを含み得る。
【００１１】
本開示によるもう１つの例示的な組成物は、炭酸カルシウムと、スチレン−ブタジエンコポリマー、アクリロニトリル−ブタジエンコポリマー、マレイン酸変性ブタジエン、マレイン酸変性ポリエチレン、マレイン酸変性プロピレン、又はそれらの混合物から選択されるコポリマーとを含む粒状鉱物を含み、上記粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％の上記コポリマーを含み、上記粒状鉱物の総化学組成は、該粒状鉱物の表面化学組成のコポリマー含量の５％範囲内のコポリマー含量を有し、かつ上記粒状鉱物は、約２０〜約８０の範囲の急峻性値を有する。少なくとも１つの例においては、上記コポリマーはラテックスを含む。上記組成物及び／又は上記組成物の粒状鉱物は、先述された又は本明細書の他の箇所で述べられた特徴又は特性のいずれかを有し得る。
【００１２】
本開示による更にもう１つの例示的な組成物は、炭酸カルシウム及びマグネシウムを含み、マグネシウムは上記組成物全体にわたり一様に分配されており、かつ上記組成物は、該組成物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％のマグネシウムを含み、上記組成物は耐酸性であり、かつ上記組成物は、約６０〜約９０の範囲、例えば約８０〜約９０の範囲のＧＥ白色度を有する。上記組成物は、先述された又は本明細書の他の箇所で述べられた特徴又は特性のいずれかを有し得る。
【００１３】
先述された又は本明細書の他の箇所で述べられた組成物は、粉体の形、例えば粉体の形の粒状鉱物であってもよく、液体の形、例えば液体と組み合わされた粒状鉱物であってもよく、又は固体の形、例えば任意に１種以上のその他の材料を用いて固体物品の形となった粒状鉱物であってもよい。
【００１４】
本開示の幾つかの態様によれば、例えば上記組成物は、上記粒状鉱物と組み合わせて液体を含み得るため、該組成物はスラリーを形成する。例えば、上記組成物は、水系液体、油系液体、又は油−水液体混合物を含み得る。幾つかの例においては、上記組成物は、例えば約１ｋｇ／ｍ３〜約２００ｋｇ／ｍ３、例えば約５ｋｇ／ｍ３〜約１００ｋｇ／ｍ３、約５０ｋｇ／ｍ３〜約１５０ｋｇ／ｍ３、約２５ｋｇ／ｍ３〜約７５ｋｇ／ｍ３、又は約１００ｋｇ／ｍ３〜約１７５ｋｇ／ｍ３の範囲の粒状鉱物の濃度を有する掘削液であり得る。本開示のその他の態様においては、上記組成物は、物品、例えば包装材料、又はカウンタートップ等の平坦な作業表面を有する構造物の形であり得る。
【００１５】
本開示は、先述された又は本明細書の他の箇所で述べられた粒状鉱物及び組成物を製造する方法を更に含む。例えば、炭酸カルシウム及びマグネシウムを含む粒状鉱物は、石灰、マグネシウム化合物、及び水を混ぜ合わせることで、消和された混合物を形成し、該消和された混合物を二酸化炭素と混ぜ合わせ、粒状鉱物を沈殿させることにより製造され得て、上記粒状鉱物の総化学組成は、該粒状鉱物の表面化学組成のマグネシウム含量の５％範囲内のマグネシウム含量を有し、かつ上記粒状鉱物は、約２０〜約８０の範囲の急峻性値を有する。少なくとも１つの例においては、こうして製造された粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％の範囲の表面マグネシウム含量を含み得る。
【００１６】
さらに、例えば本開示は、粒状鉱物を製造する方法であって、該方法は、炭酸マグネシウムカルシウムを沈殿させて粒状鉱物を形成することを含み、上記粒状鉱物の総化学組成は、該粒状鉱物の表面化学組成のマグネシウム含量の５％範囲内のマグネシウム含量を有し、かつ上記粒状鉱物は、約２０〜約８０の範囲の急峻性値を有する、方法を含む。少なくとも１つの例においては、炭酸マグネシウムカルシウムの沈殿は、石灰、マグネシウム化合物、及び水を混ぜ合わせることで、消和された混合物を形成することと、該消和された混合物を二酸化炭素と混ぜ合わせることで、粒状鉱物を沈殿させることとを含む。少なくとも１つの例においては、炭酸マグネシウムカルシウムの沈殿は、石灰、マグネシウム化合物、及び水を混ぜ合わせることで、消和された混合物を形成することと、該消和された混合物をソーダ灰と混ぜ合わせることで、粒状鉱物を沈殿させることとを含む。少なくとも１つの例においては、炭酸マグネシウムカルシウムの沈殿は、石灰、マグネシウム化合物、及び水を混ぜ合わせることで、第１の混合物を形成することと、該第１の混合物を塩化アンモニウムと混ぜ合わせることで、第２の混合物を形成することと、該第２の混合物をソーダ灰又は炭酸アンモニウムと混ぜ合わせることで、粒状鉱物を沈殿させることとを含む。少なくとも１つの例においては、炭酸マグネシウムカルシウムの沈殿は、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、及び石灰を混ぜ合わせることで、消和された混合物を形成することと、該消和された混合物から粒状鉱物を沈殿させることとを含む。上記粒状鉱物は、例えば該粒状鉱物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％のマグネシウムを含み得る。上記粒状鉱物は、約３μｍ〜約８０μｍの範囲の平均粒径を有し得る、及び／又はマグネシウムは、該粒状鉱物全体にわたり均一に分配され得る。
【００１７】
本開示は、坑井を本明細書の組成物及び／又は粒状鉱物で処理する方法を更に含む。該方法は、流体を粒状鉱物に添加することで掘削液を作製することと、該掘削液を坑井中に導入することとを含み得て、上記粒状鉱物は、炭酸カルシウム及びマグネシウムを含み、上記粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％のマグネシウムを含み、かつ上記粒状鉱物の総化学組成は、該粒状鉱物の表面化学組成のマグネシウム含量の５％範囲内のマグネシウム含量を有する。幾つかの態様においては、上記方法は、掘削液を坑井中で循環させることを含み得て、該掘削液は、坑井中の流体消失を低減させる。該掘削液は、例えば約１ｋｇ／ｍ３〜約２００ｋｇ／ｍ３、例えば約５０ｋｇ／ｍ３〜約１５０ｋｇ／ｍ３、又は約１００ｋｇ／ｍ３〜約１７５ｋｇ／ｍ３の範囲の粒状鉱物の濃度を有する水系液体、油系液体、又は油−水液体混合物を含み得る。上記掘削液の粒状鉱物は、先述された又は本明細書の他の箇所で述べられた粒状鉱物の特徴又は特性のいずれかを有し得る。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本開示の特定の態様を、以下でより詳細に記載する。引用することにより本出願の一部をなす用語及び／又は定義と矛盾する場合には、本明細書に示される用語及び定義を優先する。
【００１９】
本明細書で使用される場合に、用語「含む（"comprises," "comprising,"）」、又はこれらの他のいかなる変形語も、非排他的な包括を範囲に含むものと解釈されるため、要素の列挙を含むプロセス、方法、組成物、物品、又は装置は、これらの要素だけを含むものではなく、そのようなプロセス、方法、組成物、物品、又は装置に表現上列挙されていない他の要素又はそれらに固有の要素も含み得る。用語「例示的」は、「理想的」よりむしろ「例」の意味で使用される。
【００２０】
本明細書で使用される場合に、単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈に特段の記載がない限り、複数形の指示対象を含む。用語「ほぼ」及び「約」は、参照された数又は値とほとんど同じであることを指す。本明細書で使用される場合に、用語「ほぼ」及び「約」は、具体的な量又は値の±５％を含むと理解されるべきである。
【００２１】
本開示による組成物は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を、少なくとも１種のその他の材料と組み合わせて含み得る。該少なくとも１種のその他の材料は、例えばマグネシウム（例えば、炭酸マグネシウムを形成する）、ポリマー、コポリマー、又はそれらの組み合わせを含み得る。これらの炭酸カルシウム及び１種以上のその他の材料は、粒子形で、すなわち粒状鉱物として一緒に導入され得る。例えば、乾式の粒状鉱物は粉体の形であり得る。本明細書のそのような粒状鉱物を製造する方法は、該粒子の化学的特性及び／又は物理的特性に関する制御をもたらし得るため、例えば該粒状鉱物は、所与の用途の使用に適合され得る。
【００２２】
例えば、本明細書の粒状鉱物（及びそのような粒状鉱物を含む組成物）は、耐酸性を示し得るため、該粒状鉱物は、経時的に炭酸カルシウム単独を含む粒状鉱物と比較してより少ない炭酸カルシウムしか放出しない。本開示の幾つかの態様においては、上記酸溶解速度は、該粒状鉱物のマグネシウム含量の制御により適合され得る。追加的に又は代替的に、上記粒状鉱物は、制御された表面化学組成及び／又は総化学組成、制御された表面反応性、比較的狭い粒度分布（急峻性値（steepness value））、制御された表面積、選択された白色度値及び／又は色、及び／又は選択された硬度値を有し得る。
【００２３】
上記粒状鉱物の炭酸カルシウムは、天然に存在する起源から取得されても、又は合成物であってもよい。炭酸カルシウムの天然起源としては、例えば石灰岩、白亜、及び滑石の天然鉱床又は原鉱床が挙げられる。炭酸カルシウムの合成起源としては、例えば天然材料（例えば、酸化カルシウム又は水酸化カルシウムの天然起源）又は人造材料（例えば、ポストコンシューマ材料、例えばカーペット）から誘導される炭酸カルシウムが挙げられる。本明細書の幾つかの例においては、ポストコンシューマ材料、例えば炭酸塩、マグネシウム、ポリマー、コポリマー、又はそれらの組み合わせを含むポストコンシューマ材料は、上記粒状鉱物の炭酸カルシウム及び上記１種以上のその他の材料の両方の起源としての役割を果たし得る。
【００２４】
本開示の幾つかの態様においては、上記粒状鉱物は、沈殿法により合成的に製造され得る。本開示のその他の態様においては、上記粒状鉱物は、炭酸カルシウム粒子を１種以上のその他の材料と一緒に粉砕することにより製造され得るため、該１種以上のその他の材料は、炭酸カルシウム粒子の表面と化学的に反応するか、又はそうでなければ炭酸カルシウム粒子の表面と会合される。さらに上記粒状鉱物は、沈殿法及び粉砕法の組み合わせにより製造され得る。
【００２５】
本開示の幾つかの態様においては、本明細書の組成物は、炭酸カルシウムと組み合わせてマグネシウムを含むことで、例えば炭酸マグネシウムカルシウムが形成され得る。理論により縛られるものではないが、マグネシウムは、例えば炭酸カルシウムが酸性環境中で分解又は溶解する速度を遅延させることにより、本明細書の粒状鉱物の耐酸性を提供するか、又はその耐酸性に少なくとも寄与し得ると考えられる。例えば、上記粒状鉱物の酸溶解速度は、マグネシウム含量の増大と共に減少し得る。炭酸マグネシウムカルシウムは、式ＭｇｘＣＯ３ＣａｙＣＯ３（すなわち、ＭｇｘＣａｙ（ＣＯ３）２）（式中、ｘ及びｙは０より大きい）を有し得る。少なくとも１つの例においては、ｘは、２〜８０の範囲であり得て、かつｙは、２０〜９５の範囲であり得る。もう１つの例においては、ｘは、１０〜７０の範囲であり得て、かつｙは、２５〜９０の範囲であり得る。更にもう１つの例においては、ｘは、６〜８０の範囲であり得て、かつｙは、３０〜９５の範囲であり得る。幾つかの例においては、ｘはｙより大きくてもよい。炭酸マグネシウムカルシウムは、合成物であり得る、すなわち天然に存在しないものであり得る。例えば、本明細書の粒状鉱物のｘ及びｙの選択は、１：１（ｘ：ｙ）の比率（ドロマイト）を排除し得る。合成のＭｇｘＣＯ３ＣａｙＣＯ３は、例えば沈殿法、及び／又は以下で述べられる表面反応によって生成され得る。本開示による粒状鉱物の例示的な式としては、限定されるものではないが、Ｍｇ（２〜８０）Ｃａ（２０〜９５）（ＣＯ３）２、Ｍｇ（１０〜７０）Ｃａ（２５〜９０）（ＣＯ３）２、Ｍｇ（２０〜６０）Ｃａ（３０〜８５）（ＣＯ３）２、Ｍｇ（３０〜５０）Ｃａ（２０〜９０）（ＣＯ３）２、Ｍｇ（６〜８０）Ｃａ（２０〜３０）（ＣＯ３）２、及びＭｇ（５０〜７０）Ｃａ（７０〜９４）（ＣＯ３）２が挙げられる。
【００２６】
本明細書の粒状鉱物を製造する例示的な合成方法は、該粒状鉱物を溶液から沈殿し得る。例えば、石灰岩等の炭酸塩の天然起源、又は炭酸塩を含むポストコンシューマ材料を焼成することで、酸化カルシウム（ＣａＯ）（生石灰）が生成され得る。次いで酸化カルシウムを水と混ぜ合わせることで、消和された混合物（消石灰）として水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）が形成され得る。炭酸マグネシウムカルシウム粒状鉱物を製造する場合に、マグネシウムの起源は、石灰岩、又はポストコンシューマ材料、酸化カルシウム、若しくは水酸化カルシウムに添加され得る。追加的に又は代替的に、マグネシウムの起源は、後続の製造工程の間に添加され得る。
【００２７】
水酸化カルシウム（幾つかの例においてはマグネシウムを含み得る）の生成後に、様々な方法を使用して、水酸化カルシウムを炭酸カルシウムに転化させることができる。少なくとも１つの例示的な方法においては、水酸化カルシウムを二酸化炭素と混ぜ合わせることができ、その時点で炭酸カルシウムが溶液から沈殿し得る。この方法は、それにより一般的に副生成物が生じず、そのため炭酸カルシウム生成物の特性及び純度に関する制御がもたらされるという点で有利であり得る。もう１つの例示的な方法においては、塩化カルシウムを炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）（ソーダ灰とも呼ばれる）と混ぜ合わせることで、二重分解（塩化物及び炭酸塩の分解）により、沈降炭酸カルシウム及び水酸化ナトリウムの溶液が生成され得る。水酸化ナトリウムは、炭酸カルシウムから実質的に完全に分離され得る。更にもう１つの例示的な方法においては、水酸化カルシウムを塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）と混ぜ合わせることで、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）溶液及びアンモニアガスが生成され得る。次いで、その塩化カルシウム溶液を炭酸ナトリウムと混ぜ合わせることで、二重分解により沈降炭酸カルシウム及び塩化ナトリウムの溶液が生成され得る。
【００２８】
もう１つの例示的な方法においては、上記粒状鉱物は、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）の起源（例えばセッコウ等の天然起源を含む）を炭酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＣＯ３）又は重炭酸アンモニウム（ＮＨ４ＨＣＯ３）と混ぜ合わせて、硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）溶液及び沈降炭酸カルシウムを生成させることにより製造され得る。炭酸マグネシウムカルシウム粒状鉱物を製造する場合に、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）等のマグネシウムの起源を硫酸カルシウムに添加することで、炭酸マグネシウムカルシウムを得ることができる。
【００２９】
もう１つの例示的な方法においては、上記粒状鉱物は、塩化カルシウムを炭酸アンモニウムと混ぜ合わせて、塩化アンモニウム溶液及び沈降炭酸カルシウムを生成させることによって製造され得る。炭酸マグネシウムカルシウム粒状鉱物を製造する場合に、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）等のマグネシウムの起源を硫酸カルシウムに添加することで、炭酸マグネシウムカルシウムを得ることができる。
【００３０】
もう１つの例示的な方法においては、上記粒状鉱物は、塩化カルシウムを塩化マグネシウム、及び例えば石灰岩、白亜、又は滑石からの酸化カルシウム（石灰）の起源と混ぜ合わせることにより製造され得る。次いで、その塩化物／石灰混合物を炭酸ナトリウムと混ぜ合わせることで、沈殿された炭酸マグネシウムカルシウム及び塩化ナトリウムの溶液が生成され得る。
【００３１】
上記沈殿法の反応パラメーターの変更により、得られる炭酸カルシウム沈殿物又は炭酸マグネシウムカルシウム沈殿物の特定の性質、例えば粒度、粒度分布、表面積、並びに表面化学組成及び／又は総化学組成がもたらされ得る。例えば、目的とされる粒子表面積（例えば、４０ｍ２／ｇ未満、又は１０ｍ２／ｇ〜４０ｍ２／ｇ）及び粒度分布は、温度、反応時間、及び反応物組成等の反応パラメーターの調節により制御され得る。最終炭酸塩鉱物中のカルシウム及びマグネシウムの相対量は、反応物の相対量の調節により制御され得る。
【００３２】
重質炭酸カルシウム、沈降炭酸カルシウム、又は低いマグネシウム含量を有する炭酸マグネシウムカルシウム等の既存の粒状物上に炭酸マグネシウムカルシウムを沈着させることにより、得られた粒状生成物の表面は、総マグネシウム含量と比べてより高いマグネシウム含量を有するように調節され得る。
【００３３】
粒度は、水性媒体中の粒子の完全分散された懸濁液を経て沈殿する相当径の球の直径（「相当球径」（ＥＳＤ））の観点で特徴付けられ得る。例えば、ＳＥＤＩＧＲＡＰＨ  ５１００機器（Micromeretics Corp.社）を使用して、所与のＥＳＤを有する粒子の累積重量パーセントをプロットすることにより粒度分布を得ることができる。例えば、ｄ５０は、粒子の５０重量％がより小さいＥＳＤを有する所の粒子のＥＳＤである。粒度分布の急峻性は、比率ｄ３０／ｄ７０×１００として定義される。この比率は、粒子の累積重量パーセント（ｙ軸）に対する粒径（ｘ軸）の粒度分布曲線の傾斜から求めることができる。広い粒度分布は低い急峻性値をもたらし、狭い粒度分布は高い急峻性値をもたらす。本明細書の粒状鉱物は、例えば約２０〜約８０、例えば約６０〜約８０、又は約７０〜約８０の範囲の比較的高い急峻性値を有し得る。
【００３４】
平均粒度（平均直径）は、約３μｍ〜約８０μｍ、例えば約５μｍ〜約６０μｍ、約５μｍ〜約５０μｍ、約５μｍ〜約１０μｍ、約１０μｍ〜約２５μｍ、又は約４０μｍ〜約６０μｍの範囲であり得る。さらに、本開示の幾つかの態様においては、上記粒子の表面積を制御することで、有益な耐酸性特性がもたらされ得る。より小さい表面積は、酸性環境と接触する表面の量を減らすことにより耐酸性を最大化する助けとなり得る。例えば、上記粒状鉱物は、約４０ｍ２／ｇ未満又は約２０ｍ２／ｇ未満のＢＥＴ表面積（すなわち、ブルナウアー、エメット、及びテラーの方法により測定される表面積）、例えば約０．５ｍ２／ｇ〜約２０ｍ２／ｇ、約０．５ｍ２／ｇ〜約１０ｍ２／ｇ、又は約５ｍ２／ｇ〜約１５ｍ２／ｇの範囲のＢＥＴ表面積を有し得る。本開示の幾つかの態様においては、上記粒子は、耐酸性を促進するために１種以上の表面処理法に供され得る。例えば、沈殿法により形成された粒状鉱物は、４０ｍ２／ｇより大きい表面積を有し得て、そして表面が酸性条件下で殆ど分解を受けないようにするために１種以上の表面処理法に供され得る。
【００３５】
上述の沈殿法は、粒状鉱物の全重量に対して少なくとも９５重量％の炭酸マグネシウムカルシウムを含む、すなわち５重量％未満の不純物又はその他の成分を含む粒状鉱物を生成し得る。例えば、上記粒状鉱物は、少なくとも９６重量％、少なくとも９７重量％、少なくとも９８重量％、又は少なくとも９９重量％の炭酸マグネシウムカルシウムを含み得る。幾つかの例においては、上記粒状鉱物は、９９重量％〜１００重量％の炭酸マグネシウムカルシウムを含み得る。
【００３６】
本開示の幾つかの態様においては、上記粒状鉱物中に炭酸マグネシウムカルシウム以外の材料を含むことが望ましい場合もある。例えば、上記粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約７０重量％〜約１００重量％の炭酸マグネシウムカルシウム及び０重量％〜約３０重量％の１種以上のその他の材料、例えば約８０重量％〜約９０重量％の炭酸マグネシウムカルシウム及び約１０重量％〜約２０重量％の１種以上のその他の材料を含み得る。炭酸マグネシウムカルシウム中に導入される材料の種類及び量に応じて、上記粒状鉱物は、複合粒子を形成し得る。理論により縛られるものではないが、上記粒状鉱物の表面上及び／又は総体中の炭酸マグネシウムカルシウム中への１種以上のその他の材料の導入は、ともすれば酸性環境中で反応して該粒状鉱物を分解又は溶解し得る部位を遮断し得ると考えられる。そのような反応部位としては、例えば粒子の表面の亀裂（cracks）、細孔、又は裂け目（fissures）が挙げられ得る。幾つかの例においては、上記粒状鉱物は、炭酸マグネシウムカルシウムを、リン酸及び／又は１種以上の疎水性材料若しくは部分疎水性材料（例えば、ポリマー及び／又はコポリマーを含む）と組み合わせて含み得る。
【００３７】
本開示の幾つかの態様によれば、例えば、１個以上のリン酸基を有する化合物、例えばリン酸が、上記粒状鉱物の表面へと導入され得る。理論により縛られるものではないが、該１個以上のリン酸基が該粒状鉱物の表面の炭酸塩と反応することで、該粒状鉱物の耐酸性に寄与し得る化学結合を形成し得ると考えられる。リン酸又はリン酸基を有するその他の化合物は、沈殿法の後に及び／又は粉砕法の間に上記粒状鉱物の表面と、例えばイオン性相互作用を介して反応され得る。
【００３８】
さらに、例えば上記粒状鉱物は、炭酸マグネシウムカルシウムを、アクリル系ポリマー、スチレン及びブタジエンのコポリマー、アクリロニトリル及びブタジエンのコポリマー、アクリル酸及び無水マレイン酸のコポリマー、ジイソブチレン及び無水マレイン酸のコポリマー、マレイン酸変性ブタジエン、マレイン酸変性ポリエチレン、マレイン酸変性ポリプロピレン、又はそれらの組み合わせから選択される１種以上のポリマー又はコポリマーと組み合わせて含み得る。本開示の幾つかの態様によれば、例えば、アクリル酸及び無水マレイン酸のコポリマー、及び／又はジイソブチレン及び無水マレイン酸のコポリマーは、上記粒状鉱物の表面へと導入され得る。このように、疎水性又は部分疎水性の表面処理された粒状材料が生成され得る。少なくとも１つの例においては、上記粒状鉱物は、スチレン−ブタジエンコポリマー及びアクリロニトリル−ブタジエンコポリマー混合物、例えばラテックスを含み得る。少なくとも１つの例においては、上記粒状鉱物は、アルケンモノマー及びカルボン酸無水物モノマー、例えばジイソブチレン−無水マレイン酸ポリマーから形成される親水性／疎水性コポリマーを含み得る。上記ポリマー又はコポリマーは、本明細書で述べられる沈殿法及び／又は粉砕法のいずれかの間に粒状鉱物中に導入され得る。例えば、上記ポリマー又はコポリマーは、粒状鉱物が誘導される元となるポストコンシューマ材料の１成分であり得る、又は本明細書に記載される沈殿法若しくは粉砕法の１つ以上の工程の間に添加され得る。
【００３９】
本明細書の沈殿法により製造される粒状鉱物は、実質的に一貫した化学組成を有し得て、例えばマグネシウムは、該粒状鉱物の総体及び／又は表面の全体にわたって均一又は一様に分配されている。例えば、上記粒状鉱物の表面のマグネシウム含量は、その総体と比較して、１０％未満、５％未満、又は１％未満だけ相違し得る。幾つかの例においては、上記粒状鉱物の総化学組成は、表面化学組成のマグネシウム含量の１０％範囲内、５％範囲内、又は１％範囲内のマグネシウム含量を有し得る。さらに、幾つかの例においては、上記粒状鉱物の表面及び総体の化学組成は、１％未満だけ相違し得る、つまり該表面及び総体の組成は同様である。粒状鉱物の表面化学組成（例えば外側の０ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内）は、例えばＸ線光電子分光分析（ＸＰＳ）により測定され得る。粒状鉱物の総化学組成は、例えば蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）又はエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ又はＥＤＸ）により測定され得る。
【００４０】
上記粒状鉱物は、炭酸カルシウムを適切な粉砕剤又は分散剤と一緒に粉砕することにより製造され得る。炭酸カルシウムは、天然（例えば、石灰岩、白亜、又は大理石の天然鉱床）又は合成（例えば、沈降炭酸カルシウム又は再生炭酸カルシウム）であり得る。粉砕剤又は分散剤は、ポリマー又はコポリマーを含み得る。粉砕法の間に、上記ポリマー又はコポリマーは、上記炭酸カルシウム粒子の表面と化学的に反応し得る、及び／又は物理的に会合し得るため、得られる粒状鉱物は、炭酸カルシウム単独の性質とは異なる性質を有し得る。例えば、該粒状鉱物は、炭酸カルシウム粒子単独の酸溶解プロファイルとは異なる酸溶解プロファイルを有し得る。
【００４１】
粉砕は、乾式ミル粉砕システム中で又は水性懸濁液中で実施され得て、そして所望の粒度及び／又は粒度分布が得られ得る。幾つかの態様においては、上記粒状鉱物は、粉砕後に粒度分級工程に供されて、所望の粒度又は粒度分布がもたらされ得る。粉砕された粒状鉱物は、約３μｍ〜約８０μｍ、例えば約５μｍ〜約５０μｍ、約５μｍ〜約１０μｍ、又は約２０μｍ〜約３０μｍの範囲の平均粒径を有し得る。粉砕された粒状鉱物は、約２０〜約８０、約４０〜約６０、又は約６０〜約８０の範囲の急峻性値を有し得る。粉砕剤の量は、炭酸カルシウム粒子の重量に対して、約０．２重量％〜約１０．０重量％、例えば約０．２重量％〜約５．０重量％、又は約０．５重量％〜約５．０重量％の範囲であり得る。例示的な粉砕剤としては、限定されるものではないが、親水性／疎水性のコポリマー、及びマグネシウムで中和されたポリマー型の分散剤が挙げられる。
【００４２】
少なくとも１つの例においては、上記粉砕剤は、アルケンモノマー及びカルボン酸無水物モノマーから形成される親水性／疎水性コポリマー、例えばジイソブチレン及び無水マレイン酸のコポリマーを含み得る。例えば、上記粒状鉱物は、炭酸カルシウム粒子を、ジイソブチレン−無水マレイン酸コポリマーと一緒に粉砕することにより製造され得るため、該コポリマーは、炭酸カルシウムと化学的及び／又は物理的に会合される。このように、疎水性又は部分疎水性の表面処理された粒状材料が生成され得る。上記コポリマー中のジイソブチレン対無水マレイン酸のモル比は１：１であり得る。
【００４３】
少なくとも１つの例においては、上記粉砕剤は、マグネシウムで中和されたポリマー又はコポリマーを含み得る。例えば、上記粒状鉱物は、炭酸カルシウム粒子を、マグネシウムで中和されたポリマー又はコポリマーと一緒に粉砕することにより製造され得るため、該ポリマー又はコポリマーは、炭酸カルシウムと化学的及び／又は物理的に会合される。少なくとも１つの例においては、上記マグネシウムで中和されたポリマー型の分散剤は、炭酸カルシウム粒子の少なくとも一部分の表面と反応することで、ＭｇｘＣＯ３ＣａｙＣＯ３（式中、ｘ及びｙはそれぞれ０より大きい）が形成され得る。少なくとも１つの例においては、ｘは、２〜８０の範囲であり得て、かつｙは、２０〜９５の範囲であり得る。もう１つの例においては、ｘは、１０〜６０の範囲であり得て、かつｙは、４０〜７５の範囲であり得る。幾つかの例においては、ｘはｙより大きくてもよい。粉砕により生成される粒状鉱物の全表面、又はその一部分（それぞれの粒子の表面の一部分）だけが、ＭｇｘＣＯ３ＣａｙＣＯ３を含み得る。
【００４４】
上記ポリマー型の粉砕剤／分散剤は、アクリル酸若しくはメタクリル酸のアニオン性ポリマー、アクリル酸若しくはメタクリル酸とアルキルアクリレート若しくはアルキルメタクリレートとのコポリマー、ポリアクリルアミド、ポリ（ビニルアルコール）、又はオリゴスチレンスルホネートを含み得る。マグネシウムイオンの起源は、例えば水酸化マグネシウム又はマグネシウム塩、例えばマグネシウムの酢酸塩、炭酸塩、塩化物、クエン酸塩、シアン化物、フッ化物、硝酸塩、亜硝酸塩、リン酸塩、又は硫酸塩を含む任意の適切なマグネシウム化合物であり得る。
【００４５】
マグネシウムイオンの起源は、アニオン性のポリマー型の分散剤が炭酸カルシウムと混ぜ合わされる前に及び／又はその後に供給され得る。例えば、マグネシウムイオンは炭酸カルシウム粒子の粉砕の前にポリマー型の分散剤と混ぜ合わされ得るため、上記アニオン性のポリマー型の分散剤は、それが炭酸カルシウム粒子と混ぜ合わされる前に所望の中和レベルを有する。その他の例においては、マグネシウムイオンの起源は、アニオン性のポリマー型の分散剤が既に炭酸カルシウムと混ぜ合わされているときに供給され得るため、上記アニオン性のポリマー型の分散剤は、炭酸カルシウムと混ぜ合わせた後に所望の中和レベルに達する。例えば、マグネシウムイオンの起源は、炭酸カルシウム粒子の粉砕の間に供給され得るため、上記アニオン性のポリマー型の分散剤は、粉砕の間に所望の中和レベルに達する。
【００４６】
本開示の幾つかの態様によれば、上記粒状鉱物は一般的に、６０より大きいＧＥ白色度（すなわち、ＴＡＰＰＩ試験法Ｔ４５２により定義される方向性の白色度）を有する白色であり得る。例えば、本明細書の沈殿法及び／又は粉砕法により製造された粒状鉱物は、約６０〜約９０、約７０〜約９０、又は約８０〜約９０の範囲のＧＥ白色度を有し得る。
【００４７】
上述のように、本明細書の粒状鉱物は耐酸性を示し得るため、例えば該粒状鉱物は、所与の時間内で炭酸カルシウム単独を含む粒状鉱物と比較してより少ない炭酸カルシウムしか放出しない。上記粒状鉱物の化学的特性及び／又は物理的特性は、以下で述べられるように掘削液又は物品中への導入等の所望な用途のために適切な耐酸性を与えるように適合され得る。例えば、比較的高いマグネシウム含量及び／又はポリマー及び／又はコポリマー等の追加の材料の導入は、高められた耐酸性を有する粒状鉱物をもたらし得る。
【００４８】
粒状鉱物の耐酸性は、該粒状鉱物を特定の酸性環境に曝し、炭酸カルシウム及び／又は１種以上のその他の材料の経時的な粒状鉱物からの分解又は溶解を観察して、酸溶解プロファイルを得ることにより測定され得る。
【００４９】
第１の例示的な方法においては、本開示による粒子の酸溶解プロファイルは、約１ｇの粒子を、脱イオン水、約１１．８ｇ／Ｌのクエン酸一水和物、約２．６ｇ／ＬのＮａＣｌ、及び約２．７ｇ／ＬのＮａＯＨを含む約１００ｍｌの水溶液中に懸濁させることにより測定され得る。この水溶液の上記粒子の添加前のｐＨは、通常は約３．８、例えば３．８０±０．０７である。該混合物のｐＨを増大させるために必要とされる時間は上記粒子の溶解に関係するため、経時的なｐＨの増大は、酸溶解プロファイルに相応する。酸性条件下での炭酸塩（例えば粗製ＣａｘＣＯ３ＭｇｙＣＯ３を含む）の分解は、以下の単純化された反応スキーム：
ＣａＣＯ３（ｓ）＋２Ｈ＋（ａｑ）→Ｃａ２＋（ａｑ）＋２ＨＣＯ３−（ａｑ）  反応式１
２ＨＣＯ３−（ａｑ）→ＯＨ−（ａｑ）＋ＣＯ２（ｇ）  反応式２
に従って起こると理解される。
【００５０】
したがって、水素イオンの消費は、ｐＨを増大させ、ｐＨの変化は、時間に応じて観察され得る。本開示の幾つかの態様によれば、上記の第１の方法により測定される粒状鉱物は、上記酸性溶液に曝した３０分以上の後に７．０未満のｐＨを有する溶液をもたらし得る。例えば、該溶液は、３０分後に約３．８の初期ｐＨから、３．８から７．０の間の、３．８から６．８の間の、又は３．８から５．９の間のｐＨにまで増大し得る。さらに、４０分間後、４５分間後、又は５０分間後の上記溶液のｐＨは、７．０未満、例えば３．８から７．０の間の、３．８から６．８の間の、又は３．８から５．９の間のｐＨであり得る。
【００５１】
疎水性又は部分疎水性の粒状材料に関する酸溶解プロファイルを測定するための本明細書の第２の例示的な方法においては、１ｇの粒子が、約２０ｍｌのトルエン及び約８０ｍｌの水溶液（すなわち、脱イオン水、約１１．８ｇ／Ｌのクエン酸一水和物、約２．６ｇ／ＬのＮａＣｌ、及び約２．７ｇ／ＬのＮａＯＨを含む水溶液）を含む溶液中に懸濁され得る。ここでも、経時的なｐＨの増大は、上記粒子の酸溶解プロファイルに相応し、その際、炭酸塩の分解は、上記の反応式１及び反応式２に従って起こると理解される。本開示の幾つかの態様によれば、上記の第２の方法により測定される粒状鉱物は、上記酸性溶液に曝した３０分以上の後に７．０未満のｐＨを有する溶液をもたらし得る。例えば、該溶液は、３０分後に約３．８の初期ｐＨから、３．８から７．０の間の、３．８から６．８の間の、又は３．８から５．９の間のｐＨにまで増大し得る。さらに、４０分間後、４５分間後、又は５０分間後の上記溶液のｐＨは、７．０未満、例えば３．８から７．０の間の、３．８から６．８の間の、又は３．８から５．９の間のｐＨであり得る。
【００５２】
本明細書の第３の例示的な方法においては、上記粒状鉱物の酸溶解プロファイルは、経口医薬品の溶解の試験に使用される標準的な米国薬局方の溶解装置２（パドル）を用いて測定され得る。本明細書の粒状鉱物の試験のためには、該装置のパドルは、予め決められた初期ｐＨ（例えば、ｐＨ３．９）の酸性溶液の撹拌を引き起こすことができ、その際、撹拌速度は、一定の制御された速度（例えば、約５０ｒｐｍ）で保持される。任意の適切な酸、例えば塩化水素酸（ＨＣｌ）を含む酸が使用され得る。特段の記載がない限り、緩衝剤は試験のために使用され得ない。少なくとも１つの例においては、本明細書の粒状鉱物は、上述の第３の方法により測定される酸溶解プロファイルを有し得て、該粒状鉱物は、ｐＨ３．９の酸性溶液に添加された場合に２０分以内に、該粒状鉱物の全重量に対して約５０重量％未満、約２５重量％未満、又は約２０重量％未満の炭酸カルシウムを放出する。
【００５３】
本明細書の第４の例示的な方法においては、粒状鉱物の酸媒介性の溶解は、３ｇの粒子を２００ｍｌの脱イオン水及び３ｍｌのギ酸（９９％）を含む混合物中に懸濁し、その容器を密封することにより測定され得る。酸性条件下での炭酸塩の分解は、上記反応式１及び反応式２に従って起こると理解される。放出されたＣＯ２ガスが回収されて、５００ｍｌの非極性油を収容する第２の密封された容器（例えば、密封されたエルレンマイヤーフラスコ）に移され得る。第２の容器は、ＣＯ２ガスにより置き換えられた油を回収するためにメスシリンダーに接続され得る。２００ｍｌの油を置き換えるのに必要とされる時間量は、炭酸塩粒子の酸溶解特性の測定値として記録され得る。２００ｍｌの油を置き換えるのに必要とされる時間量がより長いことは、ＣＯ２ガスの比較的遅い生成、したがって炭酸塩粒子の比較的遅い溶解の指標となる。
【００５４】
本開示の幾つかの態様によれば、上記粒状鉱物は、上記の第４の方法により測定されて、２００ｍｌの油を置き換えるのに６０分間より長い時間がかかるという酸溶解プロファイルを有し得る。例えば、該粒状鉱物の酸溶解プロファイルは、２００ｍｌの油を回収するための９０分間より長い、１２０分間より長い、１８０分間より長い、又は２４０分間より長い時間に相当し得る。例えば、２００ｍｌの油を回収するための時間は、約６０分間〜約３００分間、約６０分間〜約２４０分間、約６０分間〜約１２０分間、約６０分間〜約９０分間、又は約１２０分間〜約２４０分間の範囲であり得る。
【００５５】
本明細書の組成物は、異なる化学組成及び／又は異なる粒度分布を有する炭酸塩粒子の混合物又は配合物を含み得る。例えば上記組成物は、炭酸マグネシウムカルシウムの第１の粒状鉱物（本明細書に開示される炭酸マグネシウムカルシウム粒状鉱物の特性のいずれかを含み得る）と、該第１の粒状鉱物とは異なる第２の粒状鉱物とを含み得て、その際、上記第２の粒状鉱物は、マグネシウムを含まない炭酸カルシウムを含んでも、又は上記第１の粒状鉱物とは異なる化学組成を有する炭酸マグネシウムカルシウムを含んでもよい。本開示の幾つかの態様においては、上記組成物は、異なる化学組成の３種以上の炭酸塩粒状鉱物の混合物又は配合物を含み得る。第１の粒状材料対第２の粒状材料の比率は、９７：３〜３：９７、又は６７：３３〜３３：６７の範囲であり得る、又は５０：５０であり得る。
【００５６】
本開示の幾つかの態様によれば、上記組成物は、粒子表面が物理的方法及び／又は化学的方法により処理された第１の粒状鉱物と、粒子表面が処理されていない第２の粒状鉱物とを含み得る。第１の粒状鉱物は、本明細書に開示される表面処理法、又は任意のその他の適切な表面処理のいずれかに従って製造され得る。例えば、第１の粒状鉱物は、炭酸カルシウム粒子をマグネシウムで中和されたポリマー又はコポリマーと一緒に粉砕して、粒子表面上にＭｇｘＣＯ３ＣａｙＣＯ３（式中、ｘ及びｙはそれぞれ０より大きい）を生成することにより処理され得る。さらに、例えば第１の粒状鉱物は、沈殿法及び／又は粉砕法により製造された粒子の表面をリン酸化合物、ポリマー、コポリマー、粉砕剤、分散剤、別の疎水性若しくは部分疎水性の材料、又はそれらの組み合わせと反応させることにより製造され得る。第２の粒状鉱物は、本明細書に開示される沈殿法及び／又は粉砕法によって製造され得る。
【００５７】
幾つかの態様においては、上記組成物は、第１の粒状鉱物と第２の粒状鉱物とを含み得て、第１の粒状鉱物は、第２の粒状鉱物より小さい平均粒径又はより小さいＥＳＤを有する。例えば、第１の粒状鉱物は、約０．５μｍ〜約７５μｍ、例えば約１μｍ〜約１５μｍ、約１μｍ〜約６０μｍ、約１μｍ〜約５０μｍ、又は約１μｍ〜約３０μｍの範囲のｄ５０粒径を有する表面処理された炭酸塩粒子（例えば、表面処理された炭酸マグネシウムカルシウム粒子、又は表面処理された炭酸カルシウム粒子）を含み得る。第２の粒状鉱物は、約３μｍ〜約７５μｍ、例えば約１０μｍ〜約７５μｍ、約１２μｍ〜約７５μｍ、約２０μｍ〜約７５μｍ、約２５μｍ〜約７５μｍ、約３０μｍ〜約７５μｍ、約５μｍ〜約５０μｍ、又は約１０μｍ〜約５０μｍの範囲のｄ５０粒径を有する粒子表面が処理されていない炭酸塩粒子（例えば、炭酸マグネシウムカルシウム粒子、又は炭酸カルシウム粒子）を含み得る。少なくとも１つの例においては、上記第１の粒状鉱物は、マグネシウムで中和されたポリマー又はコポリマーと一緒に粉砕されて粒子表面上にＭｇｘＣＯ３ＣａｙＣＯ３が生成された炭酸カルシウム粒子を含み得て、そして上記第２の粒状鉱物は、マグネシウムで中和されたポリマー又はコポリマーを用いずに粉砕された炭酸カルシウムを含み得る。
【００５８】
本明細書の粒状鉱物及び粒状鉱物の配合物は、液体、例えば水系（水性）液体、油系液体、又は油−水混合物と混ぜ合わされ得る。例えば、上記液体は、水、有機液体、例えば液体炭化水素若しくは炭化水素混合物、又は炭化水素−水エマルジョンを含み得る。１種以上の粒状鉱物及び液体は、様々な用途のための作業液として有用なスラリー、例えば粒子が液体中に懸濁されたスラリーを形成し得る。例えば、該作業液は、炭化水素採収において、例えば水圧破砕法（フラッキング）又はその他の油／ガス採収の間に、例えば坑井の掘削及び／又は作業の間に使用され得る。幾つかの例においては、作業液中の上記１種以上の粒状鉱物の濃度は、約１ｋｇ／ｍ３〜約２００ｋｇ／ｍ３、例えば約５ｋｇ／ｍ３〜約１００ｋｇ／ｍ３、約５０ｋｇ／ｍ３〜約１５０ｋｇ／ｍ３、約２５ｋｇ／ｍ３〜約７５ｋｇ／ｍ３、又は約１００ｋｇ／ｍ３〜約１７５ｋｇ／ｍ３の範囲であり得る。
【００５９】
本開示による作業液は、以下の用途、すなわち数ある坑井及び／又は地層の処理方法の中でも特に、坑井中での若しくは坑井中への流体消失の防止若しくは最小化、坑井が掘削されて通される岩層の安定化、岩層の破壊、坑井中の別の流体との置き換え、掘削若しくは採収の間の岩屑の懸濁、輸送、及び／又は除去、表面を切削するドリルビット若しくはその他の工具の潤滑及び／又は冷却、地層中の液圧の制御（例えば、暴噴を防止するため、又はそうでなければ地層に安定性を与えるため）、坑井の安定性の維持、坑井の清浄化、坑井の試験、パッカー液の設置、掘削泥水の密度の増大、坑井の廃坑、及び／又は廃坑用の坑井の作製の１つ以上を提供し得る。
【００６０】
幾つかの態様においては、例えば上記作業液は、掘削液、例えばドリルイン流体、仕上げ流体、又はワークオーバー流体であり得る。掘削液を坑井中に導入及び循環させることで、フラッキングの間に坑井中の流体消失を防止する、又はそうでなければ最小化することができる。例えば、掘削液中の粒子は、ブリッジング剤又は逸泥防止剤としての役割を果たし得る。上述のように、上記粒状鉱物は、制御された酸溶解速度を有し得るため、該粒状鉱物は、その粒状鉱物の溶解又は分解のために十分に酸性の環境に曝されるまでは坑井又は地層内に留まり得る。例えば、本開示による掘削液は、坑井中に導入され、坑井中で循環されて、残留物を形成し得る。残留物の除去が望まれる場合に、その坑井に酸又は酸性物質を導入することで、該残留物を溶解、分解、又はそうでなければ破壊することができる。
【００６１】
本開示による組成物は、粒子以外の形の鉱物を含み得る。例えば、上記粒状鉱物は、様々な物品の形となり得る。そのような物品の非限定的な例には、プラスチックフィルム、軟質及び硬質の包装材料、セメント構造物、建築構造物、カウンタートップ、フローリング、及び作業表面を有するその他の構造物が挙げられ得る。粒状鉱物の性質（例えば、耐酸性、白色度）は、同様の有益な性質を有する物品をもたらし得る。例えば、上記粒状鉱物でできたカウンタートップは耐酸性を有することで、作業表面としての寿命、及び／又は消費者に訴求する顕色及び／又は白色度がもたらされ得る。さらに、例えば上記粒状鉱物の包装材料、例えばプラスチックへの導入は、製造コストを減らす一方で、その包装に耐酸性及び／又は白色度等の１つ以上の有益な性質をもたらし得る。
【００６２】
上記組成物の幾つかの態様によれば、該組成物は、炭酸マグネシウムカルシウムを含む物品であり得て、例えば該組成物は、その組成物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％、又は約４０重量％〜約５０重量％のマグネシウムを含む。追加的に又は代替的に、上記組成物は、６０より大きいＧＥ白色度、例えば約６０〜約９０、約７０〜約９０、又は約８０〜約９０の範囲のＧＥ白色度を有し得る。幾つかの例においては、上記組成物は、耐酸性であり得る。
【００６３】
例示的な製造方法においては、上記組成物は、炭酸マグネシウムカルシウム粒状鉱物（例えば、本明細書に開示される沈殿法又は粉砕法に従って製造されたもの）を適切な接着剤又は結合剤、例えばポリマー樹脂、例えばエポキシ樹脂又はポリエステル樹脂と混ぜ合わせることにより製造された構造物であり得る。例えば、上記組成物は、該組成物の全重量に対して約９０重量％〜約９７重量％の粒状鉱物と、約１０重量％〜約３重量％の接着剤とを含み得る。上記粒状鉱物及び接着剤は、ＵＶ安定剤等の任意の添加剤と一緒に均質に混合され、そして所望の形状、例えばカウンタートップ又は平坦な表面を有するその他の構造物の形になり得る。次いで上記混合物を加圧下にて加熱することで、上記樹脂は、硬化され、又はそうでなければ固められ／固化され得る。上記構造物の１つ以上の表面は、表面仕上げ、例えば所望であれば研磨され得る。
【００６４】
もう１つの例示的な製造方法においては、上記組成物は、炭酸マグネシウムカルシウム粒状鉱物（例えば、本明細書に開示される沈殿法又は粉砕法に従って製造されたもの）をプラスチック材料と混ぜ合わせることにより製造された包装材料であり得る。例示的なプラスチックとしては、限定されるものではないが、数あるポリオレフィンの中でも特にポリエチレン及びポリプロピレン（二軸配向ポリプロピレン（ＢＯＰＰ）を含む）、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、並びにそれらの任意の組み合わせが挙げられる。例えば、上記組成物は、該組成物の全重量に対して約１０重量％〜約４０重量％の粒状鉱物と、約６０重量％〜約９０重量％のプラスチック材料とを含み得る。上記包装材料は、任意の適切な成形法、例えば射出成形、ブロー成形、押出成形、回転成形、及び圧縮成形により製造され得る。
【００６５】
本開示の態様を、以下の非限定的な番号付けされた例示的な実施形態を参照することにより更に説明する。
【００６６】
１．  炭酸カルシウム及びマグネシウムを含む粒状鉱物を含む組成物であって、上記粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％のマグネシウムを含み、上記粒状鉱物の総化学組成は、該粒状鉱物の表面化学組成のマグネシウム含量の５％範囲内のマグネシウム含量を有し、かつ上記粒状鉱物は、約２０〜約８０の範囲の急峻性値を有する、組成物。
【００６７】
２．  上記粒状鉱物の総化学組成は、該粒状鉱物の表面化学組成と同じである、実施形態１による組成物。
【００６８】
３．  マグネシウムは、上記粒状鉱物全体にわたり均一に分配されている、実施形態１又は２による組成物。
【００６９】
４．  上記粒状鉱物は、式ＭｇｘＣＯ３ＣａｙＣＯ３（式中、ｘ及びｙはそれぞれ０より大きく、かつｘは、ｙが１である場合に１ではない）を有する、実施形態１〜３のいずれかによる組成物。
【００７０】
５．  ｘは２〜８０の範囲であり、かつｙは２０〜９５の範囲である、実施形態４による組成物。
【００７１】
６．  上記粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約４０重量％〜約６０重量％のマグネシウムを含む、実施形態１〜５のいずれかによる組成物。
【００７２】
７．  上記粒状鉱物は、約３μｍ〜約８０μｍの範囲の平均粒径を有する、実施形態１〜６のいずれかによる組成物。
【００７３】
８．  上記粒状鉱物は、約５μｍ〜約１０μｍの範囲の平均粒径を有する、実施形態１〜７のいずれかによる組成物。
【００７４】
９．  上記粒状鉱物は、約２０ｍ２／ｇ未満のＢＥＴ表面積を有する、実施形態１〜８のいずれかによる組成物。
【００７５】
１０．  上記粒状鉱物は、リン酸を更に含む、実施形態１〜９のいずれかによる組成物。
【００７６】
１１．  上記粒状鉱物は、ポリマー又はコポリマーを更に含み、該粒状鉱物は、複合粒子の形である、実施形態１〜１０のいずれかによる組成物。
【００７７】
１２．  上記ポリマー又は上記コポリマーは、アクリル系ポリマー、スチレン及びブタジエンのコポリマー、アクリロニトリル及びブタジエンのコポリマー、ジイソブチレン及び無水マレイン酸のコポリマー、マレイン酸変性ブタジエン、マレイン酸変性ポリエチレン、マレイン酸変性プロピレン、又はそれらの組み合わせの少なくとも１つを含む、実施形態１１による組成物。
【００７８】
１３．  上記粒状鉱物は、再生炭酸カルシウムを含む、実施形態１〜１２のいずれかによる組成物。
【００７９】
１４．  上記粒状鉱物は、約６０〜約９０の範囲のＧＥ白色度を有する、実施形態１〜１３のいずれかによる組成物。
【００８０】
１５．  上記粒状鉱物は、耐酸性である、実施形態１〜１４のいずれかによる組成物。
【００８１】
１６．  上記粒状鉱物は、約３．８の初期ｐＨを有するクエン酸一水和物、塩化ナトリウム、及び水酸化ナトリウムを含む１００ｍｌの水溶液に１ｇの粒状鉱物を添加した３０分後の７．０未満のｐＨに相当する酸溶解プロファイルを有する、実施形態１〜１５のいずれかによる組成物。
【００８２】
１７．  上記組成物は、粉体の形である、実施形態１〜１６のいずれかによる組成物。
【００８３】
１８．  液体を更に含むことで、上記組成物はスラリーを形成する、実施形態１〜１６のいずれかによる組成物。
【００８４】
１９．  炭酸カルシウム及びマグネシウムを含む粒状鉱物を含む組成物であって、上記粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％のマグネシウムを含み、上記粒状鉱物は、約３．８の初期ｐＨを有するクエン酸一水和物、塩化ナトリウム、及び水酸化ナトリウムを含む１００ｍｌの水溶液に１ｇの粒状鉱物を添加した６０分後の３．８から６．８の間のｐＨに相当する酸溶解プロファイルを有し、かつ上記粒状鉱物は、約２０〜約８０の範囲の急峻性値を有する、組成物。
【００８５】
２０．  上記粒状鉱物の酸溶解プロファイルにおいて、上記水溶液のｐＨは、該粒状鉱物を添加した１２０分後に３．８〜５．９の範囲である、実施形態１９による組成物。
【００８６】
２１．  上記粒状鉱物の表面化学組成又は総化学組成の少なくとも一方は、式ＭｇｘＣＯ３ＣａｙＣＯ３（式中、ｘ及びｙはそれぞれ０より大きく、かつｘは、ｙが１である場合に１ではない）を有する、実施形態１９又は２０による組成物。
【００８７】
２２．  ｘは２〜８０の範囲であり、かつｙは２０〜９５の範囲である、実施形態２１による組成物。
【００８８】
２３．  上記粒状鉱物は、約３μｍ〜約８０μｍの範囲の平均粒径を有する、実施形態１９〜２２のいずれかによる組成物。
【００８９】
２４．  上記粒状鉱物は、第１の粒状鉱物であり、上記組成物は、該第１の粒状鉱物の化学組成とは異なる化学組成を有する第２の粒状鉱物を更に含む、実施形態１９〜２３のいずれかによる組成物。
【００９０】
２５．  上記第１の粒状鉱物は、約０．５μｍ〜約７５μｍの範囲のｄ５０粒径を有し、かつ上記第２の粒状鉱物は、約３μｍ〜約７５μｍの範囲のｄ５０粒径を有する、実施形態２４による組成物。
【００９１】
２６．  上記第２の粒状鉱物は、重質炭酸カルシウムを含む、実施形態２４又は２５による組成物。
【００９２】
２７．  水系液体、油系液体、又は油−水液体混合物を更に含む、実施形態１９〜２６のいずれかによる組成物。
【００９３】
２８．  炭酸カルシウムと、スチレン−ブタジエンコポリマー、アクリロニトリル−ブタジエンコポリマー、マレイン酸変性ブタジエン、マレイン酸変性ポリエチレン、マレイン酸変性プロピレン、又はそれらの混合物から選択されるコポリマーとを含む粒状鉱物を含む組成物であって、上記粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％の上記コポリマーを含み、上記粒状鉱物の総化学組成は、該粒状鉱物の表面化学組成のコポリマー含量の５％範囲内のコポリマー含量を有し、かつ上記粒状鉱物は、約２０〜約８０の範囲の急峻性値を有する、組成物。
【００９４】
２９．  上記コポリマーは、ラテックスを含む、実施形態２８による組成物。
【００９５】
３０．  炭酸カルシウム及びマグネシウムを含む組成物であって、マグネシウムは、上記組成物全体にわたり一様に分配されており、かつ上記組成物は、該組成物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％のマグネシウムを含み、上記組成物は、耐酸性であり、かつ上記組成物は、約６０〜約９０の範囲のＧＥ白色度を有する、組成物。
【００９６】
３１．  上記組成物は、約８０〜約９０の範囲のＧＥ白色度を有する、実施形態３０による組成物。
【００９７】
３２．  上記組成物は、ＭｇｘＣＯ３ＣａｙＣＯ３（式中、ｘ及びｙはそれぞれ０より大きく、かつｘは、ｙが１である場合に１ではない）を含む、実施形態３０又は３１による組成物。
【００９８】
３３．  炭酸カルシウム及びマグネシウムを含む粒状鉱物であって、上記粒状鉱物は、石灰、マグネシウム化合物、及び水を混ぜ合わせることで、消和された混合物を形成し、該消和された混合物を二酸化炭素と混ぜ合わせ、そして粒状鉱物を沈殿させることにより製造され、上記粒状鉱物の総化学組成は、該粒状鉱物の表面化学組成のマグネシウム含量の５％範囲内のマグネシウム含量を有し、かつ上記粒状鉱物は、約２０〜約８０の範囲の急峻性値を有する、粒状鉱物。
【００９９】
３４．  上記粒状鉱物は、該粒状鉱物の全重量に対して約７重量％〜約８０重量％の範囲の表面マグネシウム含量を含む、実施形態３３による粒状鉱物。
【０１００】
３５．  実施形態１〜３２のいずれかによる組成物、又は実施形態３３若しくは３４による粒状鉱物を製造する方法。
【０１０１】
３６．  炭酸マグネシウムカルシウムを沈殿させて粒状鉱物を形成することを含み、上記粒状鉱物の総化学組成は、該粒状鉱物の表面化学組成のマグネシウム含量の５％範囲内のマグネシウム含量を有し、かつ上記粒状鉱物は、約２０〜約８０の範囲の急峻性値を有する、実施形態３５の方法。
【０１０２】
３７．  炭酸マグネシウムカルシウムの沈殿は、石灰、マグネシウム化合物、及び水を混ぜ合わせることで、消和された混合物を形成することと、該消和された混合物を二酸化炭素と混ぜ合わせることで、粒状鉱物を沈殿させることとを含む、実施形態３６の方法。
【０１０３】
３８．  炭酸マグネシウムカルシウムの沈殿は、石灰、マグネシウム化合物、及び水を混ぜ合わせることで、消和された混合物を形成することと、該消和された混合物をソーダ灰と混ぜ合わせることで、粒状鉱物を沈殿させることとを含む、実施形態３６の方法。
【０１０４】
３９．  炭酸マグネシウムカルシウムの沈殿は、石灰、マグネシウム化合物、及び水を混ぜ合わせることで、第１の混合物を形成することと、該第１の混合物を塩化アンモニウムと混ぜ合わせることで、第２の混合物を形成することと、該第２の混合物をソーダ灰又は炭酸アンモニウムと混ぜ合わせることで、粒状鉱物を沈殿させることとを含む、実施形態３６の方法。
【０１０５】
４０．  炭酸マグネシウムカルシウムの沈殿は、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、及び石灰を混ぜ合わせることで、消和された混合物を形成することと、該消和された混合物から粒状鉱物を沈殿させることとを含む、実施形態３６の方法。
【０１０６】
４１．  実施形態１〜３２のいずれかによる組成物、又は実施形態３３若しくは３４の粒状鉱物を含む掘削液。
【０１０７】
４２．  上記掘削液は、水系、油系、又は油−水混合物である液体を含む、実施形態４１の掘削液。
【０１０８】
４３．  上記掘削液は、約１ｋｇ／ｍ３〜約２００ｋｇ／ｍ３の範囲の粒状鉱物の濃度を有する、実施形態４１又は４２の掘削液。
【０１０９】
４４．  坑井の処理における、実施形態４１〜４３のいずれかの掘削液の使用。
【０１１０】
４５．  上記掘削液の坑井中での循環は、該坑井中での流体消失を低減させる、実施形態４４の使用。
【０１１１】
４６．  実施形態１〜３２のいずれかによる組成物、又は実施形態３３若しくは３４の粒状鉱物を含む物品。
【０１１２】
４７．  上記物品は、包装材料、又は平坦な作業表面を有する構造物である、実施形態４６による物品。
【０１１３】
本開示のその他の態様及び実施形態は、本明細書及び本実施例の実施及び本明細書に開示される原理を考慮すれば当業者には明らかであろう。
【実施例】
【０１１４】
以下の実施例は、本開示を説明することを目的とするものであって、それを限定する性質のものではない。本開示は、上記説明及び下記の実施例に見合った追加の態様及び実施形態を含むものと解される。
【０１１５】
実施例１
炭酸マグネシウムカルシウムの粒状鉱物を、ＣａＣｌ２及び／又は石灰とＭｇＣｌ２とを反応容器中で撹拌しながら混ぜ合わせることにより製造する。次いでＮａ２ＣＯ３をその混合物へと撹拌しながら添加し、それにより白色の固体として炭酸マグネシウムカルシウムの沈殿が生ずる。沈殿した材料を溶液から分離し、乾燥させる。
【０１１６】
沈殿した材料の粒度分析（ＳＥＤＩＧＲＡＰＨ  ５１００、Micromeretics Corp.社）は、約５０μｍの平均粒径を示す。沈殿した材料の表面化学組成は、ＸＰＳにより分析され、そして沈殿した材料の総化学組成は、ＸＲＦにより分析される。それらの組成分析により、炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウムの存在が確認され、粒子全体にわたり１０％〜１１％のマグネシウム含量が示される。
【０１１７】
明細書及び実施例は例示的なものに過ぎないと解釈されることが意図され、本開示の真の範囲及び趣旨は、以下の特許請求の範囲によって示される。
【国際調査報告】
2019529746.tif 000002
2019529746.tif 000003
2019529746.tif 000004